(57)【要約】【課題】電磁石を備えた節度装置において、省電力を図ることができるようにする。【解決手段】操作ダイヤル６の外周の一部をインストルメントパネル２から突出させ、操作ダイヤル６の前記突出部分の両側に近接し操作ダイヤル６の外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部２５ｓ、２５ｔを有するタッチ電極２５と、このタッチ電極２５にユーザーの手指がタッチしたことを検出するタッチ検出装置を設け、このタッチ検出装置により手指のタッチが検出されたときには電磁石９に通電するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石通電によって機能する節度機構と、この節度機構を動作させる回転操作可能な円形の操作ダイヤルとを備えた節度装置において、
前記操作ダイヤルの外周の一部を操作パネルから突出させ、
前記操作ダイヤルの前記突出部分の両側に近接して設けられ前記操作ダイヤルの外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部を有するタッチ電極と、
このタッチ電極にユーザーの手指がタッチしたことを検出するタッチ検出手段を設け、
このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されないときには前記電磁石を断電し、このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されたときには前記電磁石に通電するようにしたことを特徴とする節度装置。
【請求項２】
電磁石を通断電制御することによって機能する節度機構と、この節度機構を動作させる回転操作可能な円形の操作ダイヤルとを備えた節度装置において、
前記操作ダイヤルの外周の一部を操作パネルから突出させ、
前記操作ダイヤルの前記突出部分の両側に近接して設けられ前記操作ダイヤルの外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部を有するタッチ電極と、
このタッチ電極にユーザーの手指がタッチしたことを検出するタッチ検出手段を設け、
このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されないときには前記電磁石を断電し、このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されたときには前記電磁石の通断電制御を許可するようにしたことを特徴とする節度装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電磁石を用いた節度装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、節度装置は、自動車におけるインストルメントパネルなどの入力装置に用いられている。そして電磁石を用いた節度装置としは、特許文献１に示された節度装置がある。この節度装置では、操作ダイヤルと、節度小（節度感が弱い）を得るための小節度用節度機構と、節度大（節度感が強い）を得るための大節度用節度機構とを有し、これら小節度用節度機構及び大節度用節度機構の選択的に切替えて使用可能としている。そして、その切替えを電磁石の通断電により行うようにしており、例えば大節度用節度機構を使用するときには前記電磁石を通電しておく。すると、ユーザーが操作ダイヤルを操作するときに強い節度感を付与することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１９８３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来のものでは、例えば大節度用節度機構を使用するときには、常時前記電磁石を通電しておく必要がある。このため、ユーザーが操作ダイヤルを操作しないときにも電力を消費し、省電力が図れないという問題があった。
【０００５】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電磁石を備えた節度装置において、省電力を図ることができる節度装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、電磁石通電によって機能する節度機構と、この節度機構を動作させる回転操作可能な円形の操作ダイヤルとを備えた節度装置において、前記操作ダイヤルの外周の一部を操作パネルから突出させ、前記操作ダイヤルの前記突出部分の両側に近接して設けられ前記操作ダイヤルの外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部を有するタッチ電極と、このタッチ電極にユーザーの手指がタッチしたことを検出するタッチ検出手段を設け、このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されたときには前記電磁石に通電するようにしたところに特徴を有する。
【０００７】
上記請求項１の発明によれば、ユーザーが操作ダイヤルを操作する場合には、該操作ダイヤルの外周の一部が操作パネルから突出する構成であるから、操作パネルから突出した部分の外周面を指の腹で押し当てて回転させるように操作することになる。このとき、前記操作ダイヤルの前記突出部分の両側に近接して、前記操作ダイヤルの外周の円弧状とほぼ同じ形態のタッチ電極の被接触部が設けられているから、ユーザーの指がこのタッチ電極の被接触部に接触（タッチ）する。このユーザーの手指のタッチはタッチ検出手段により検出され、この検出に基づいて前記電磁石が通電され、もって節度機構が機能するようになる。これによりユーザーが操作するときに限って電磁石を通電することができ、ユーザーが操作ダイヤルを操作しないときにおける電力消費がなくなる。
【０００８】
又、請求項２の発明は、電磁石を通断電制御することによって機能する節度機構と、この節度機構を動作させる回転操作可能な円形の操作ダイヤルとを備えた節度装置において、前記操作ダイヤルの外周の一部を操作パネルから突出させ、前記操作ダイヤルの前記突出部分の両側に近接して設けられ前記操作ダイヤルの外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部を有するタッチ電極と、このタッチ電極にユーザーの手指がタッチしたことを検出するタッチ検出手段を設け、このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されないときには前記電磁石を断電し、このタッチ検出手段により手指のタッチが検出されたときには前記電磁石の通断電制御を許可するようにしたところに特徴を有する。
【０００９】
この請求項２の発明によれば、電磁石を通断電制御によって機能する節度機構と、この節度機構を動作させる回転操作可能な円形の操作ダイヤルとを備えた節度装置において、ユーザーが操作するときに限って電磁石の通断電制御をすることができ、ユーザーが操作ダイヤルを操作しないときにおける電力消費がなくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電磁石を備えた節度装置において、省電力を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す節度装置全体の縦断側面図
【図２】操作パネル外に突出する操作ダイヤル部分の斜視図
【図３】車両のインストルメントパネル部分の斜視図
【図４】電気的構成のブロック図
【図５】タッチ検出装置の回路図
【図６】（ａ）は図５の地点ｒ１の波形図、（ｂ）は同図地点ｒ２の波形図、（ｃ）は同図地点ｒ３の波形図
【図７】作用説明のための図１相当図
【図８】異なる作用説明のための図１相当図
【図９】本発明の第２の実施形態を示す図１相当図
【図１０】電磁石に対する通断電制御と節度感とを説明するための図
【図１１】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ節度機構の作用を説明するための図９のＴ−Ｔ線に沿う断面図
【図１２】図４相当図
【図１３】本発明の第３の実施形態を示す図１相当図
【図１４】図２相当図
【図１５】タッチ電極の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。まず、図１において、節度装置１は、車両のインストルメントパネル２（図３参照）の裏面に設けられている。上記インストルメントパネル２は操作パネルに相当する。この節度装置１は、インストルメントパネル２に設けられた表示装置３に表示される選択項目を選択したり、あるいはオーディオのボリューム設定などのための入力装置に用いられるが、用途としては他に種々適用できる。
【００１３】
この節度装置１の装置本体としての装置ケース４は、ヨークを構成しており、図示左側面を壁部４ａにて閉塞し右端面を開口した有底円筒形をなす。この装置ケース４には、その軸方向に軸５が回転自在に配設されており、その右端部には円形盤状の操作ダイヤル６が一体回転するように取り付けられている。この操作ダイヤル６の厚さは、平均的な指の太さより小さくすることが好ましい。
【００１４】
この装置ケース４内において壁部４ａ側には、軸用磁性体７が軸５と一体回転するように取り付けられている。
さらに前記装置ケース４内における壁部４ａ側には、電磁石ハウジング８が該装置ケース４に固定されて設けられている。この電磁石ハウジング８内にはコイル９ａ及びコイル磁性体９ｂを有してなる電磁石９が固定されて設けられている。この電磁石ハウジング８には、前記軸５の回転を許容する挿通孔８ａが形成されている。
【００１５】
さらにこの電磁石ハウジング８の右側には、節度ハウジング用磁性体１０が配設されており、この節度ハウジング用磁性体１０には前記軸５の回転を許容する挿通孔１０ａが形成されている。
この節度ハウジング用磁性体１０の右側には、これと一体回転する節度ハウジング１１が配設されており、この節度ハウジング１１は軸５を中心として相対的に回転可能である。すなわち、この節度ハウジング１１の中心部には軸５とすべり嵌合する軸嵌合孔１１ａが形成されている。
【００１６】
この節度ハウジング１１の右側には、節度山用ハウジング１２が軸５と一体回転するように設けられている。さらにこの節度山用ハウジング１２の右側には、平板状の永久磁石１３が装置ケース４に固定されて取り付けられている。
なお、前記軸５において前記装置ケース４の壁部４ａから外部に突出する端部には、前記操作ダイヤル６の回転操作量を検出するロータリーエンコーダ１４が取り付けられている。
【００１７】
ここで、前記装置ケース４には大節度用節度機構１５（電磁石通電によって機能する節度機構に相当する）と小節度用節度機構１６とが設けられている。
上記大節度用節度機構１５について説明する。この大節度用節度機構１５は、前記節度ハウジング１１に形成された第１の収容凹部１７と、この第１の収容凹部１７に収容配置された第１のばね１８及び第１のボール１９と、前記節度山用ハウジング１２に形成された第１の節度凹凸２０とから構成されている。この第１の節度凹凸２０は、節度山用ハウジング１２内面全周において山部と谷部とが交互に連続する凹凸状をなす。前記第１のボール１９は第１のばね１８により第１の節度凹凸２０に押圧されている。
【００１８】
前記小節度用節度機構１６は、前記節度ハウジング１１に形成された第２の収容凹部２１と、この第２の収容凹部２１に収容配置された第２のばね２２及び第２のボール２３と、前記電磁石ハウジング８の上部に形成された第２の節度凹凸２４とから構成されている。この第２の節度凹凸２４は電磁石ハウジング８の上部内周面全周において山部と谷部とが交互に連続する凹凸状をなす。前記第２のボール２３は第２のばね２２により第２の節度凹凸２４に押圧されている。前記第１の節度凹凸２０の凹凸高さは第２の節度凹凸２４の凹凸高さより大きく設定されている。この場合、第１のばね１８のばね力が第２のばね２２のばね力よりも強く設定されている。なお、前記永久磁石１３により図１に符号φ１で示すように磁気回路が形成されている。
【００１９】
前記インストルメントパネル２には、略長方形の孔部２ａが形成されており、前記操作ダイヤル６の外周の一部が上記インストルメントパネル２の孔部２ａから突出している。又、前記操作ダイヤル６の両側には、導電材製のタッチ電極２５が設けられている。このタッチ電極２５は、前記操作ダイヤル６の右側面６ａに微小隙間を介して対向する右側板部２５ａと、操作ダイヤル６の左側面６ｂと微小隙間を介して開口する左側板部２５ｂと、これら側板部２５ａ、２５ｂを連結する連結部２５ｃとから構成されており、その側板部２５ａ、２５ｂの上部が前記インストルメントパネル２に固定されている。このタッチ電極２５は、前記操作ダイヤル６の突出部分の両側に近接して前記操作ダイヤル６の外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部２５ｓ、２５ｔを有する。
【００２０】
図４に示すタッチ検出手段たるタッチ検出装置２６は、前記タッチ電極２５と、タッチ検出回路２７とを備えて構成されている。タッチ電極２５は接続導体２５ｄにより前記タッチ検出回路２７の入力端子２７ａに接続されている。
【００２１】
前記タッチ検出回路２７は、一般的な静電容量回路であり、入力端子２７ａとＧＮＤとの間に抵抗２８と交流発振部２９とを直列に接続すると共に、入力端子２７ａと前記抵抗２８との共通接続点２７ｂと出力端子２７ｃとの間に、整流子３０、ローパスフィルタ３１、タッチ判定回路３２を接続して構成されている。前記タッチ判定回路３２は、比較回路から構成されており、この比較回路の反転入力端子にローパスフィルタ３１の出力（図６（ｂ）に示す波形）が与えられるようになっており、さらに、しきい値ｋ（図６（ｂ）参照）を該比較回路の非反転入力端子に入力するようになっている。
【００２２】
ユーザーがタッチ電極２５に触れると（図６（ａ）の期間Ｓａ参照）、タッチ電極２５とＧＮＤとのとの間に人体によるコンデンサが形成され、図５の地点ｒ１での電圧波形（交流発振部の波形）が前記図６（ａ）の期間Ｓａで示すように低振幅となる。この電圧波形は、地点ｒ２で図６（ｂ）で示すようにしきい値ｋに対してなり、ローレベルとなり、前記タッチ判定回路３２の出力がハイレベルとなる。このハイレベル信号がタッチ検出信号となる。このタッチ検出信号は図４に示す制御装置３３に与えられる。
【００２３】
前記制御装置３３は、マイコンなどを含んで構成されており、例えば、（Ａ）インストルメントパネル２の図示しない適宜のスイッチがオンされると、操作ダイヤル６の操作・被操作に関係なく電磁石９を断電して小節度モードとする。又、（Ｂ）別のスイッチがオンされると、ユーザーが操作ダイヤル６を操作しない状態（厳密にはタッチ電極２５にユーザーがタッチしないとき）では電磁石９を断電し、操作するとき（厳密にはタッチ電極２５にユーザーがタッチしたとき）電磁石９を逆方向に通電して大節度モードとする。さらに（Ｃ）操作ダイヤル６をロックするスイッチがオンされると、電磁石９を順方向へ通電するようにしている。
【００２４】
上記（Ａ）の場合について述べる。電磁石９が断電される小節度モードにおいて、ユーザーが操作ダイヤル６の外周面６ｃに指を押し当てて回動操作すると、この操作ダイヤル６が回動操作される。すると、この操作ダイヤル６と一体回転関係にある軸５及び節度山用ハウジング１２が回動する。この場合、第１のばね１８のばね力が第２のばね２２のばね力よりも強いから、該第１のボール１９と第１の節度凹凸２０との噛合抵抗が、第２のボール２３と第２の節度凹凸２４との噛合抵抗より強く、該第１のボール１９が第１の節度凹凸２０に係合したままとなって節度ハウジング１１が一体的に回転し、第２のボール２３が第２の節度凹凸２４を乗り越え及び落ち込みし、その都度、小さい節度が発生する。つまり第２の節度機構１６が機能する。なお、操作ダイヤル６の回動量はロータリーエンコーダ１４により検出され、例えばその回動量に応じた設定がなされるようになっている。
【００２５】
次に上記（Ｂ）の場合について述べる。ユーザーが操作ダイヤル６を操作しないときは、電磁石９は断電されている。そしてユーザーが操作ダイヤル６の外周面６ｃを指で操作すると、必然的にその指がタッチ電極２５の被接触部２５ｓ、２５ｔに触れる（タッチする）ことになる。タッチ検出装置２６は、このタッチを検出し、制御装置３３は、電磁石９に逆方向に通電する。すると、図７に示すように前記永久磁石１３による磁気回路φ１とは逆向きの磁気回路φｇが発生し、節度ハウジング用磁性体１０が電磁石９に吸着固定され、この節度ハウジング用磁性体１０と一体関係にある節度ハウジング１１が固定される。この場合、操作ダイヤル６及び軸５と一体関係にある節度山用ハウジング１２がユーザーにより回動されるから、第１の節度凹凸２０が回転不能状態の第１のボール１９に対して回動し、相対的に、第１のボール１９が第１の節度凹凸２０に対して乗り超え及び落ち込みし、その都度、大きさ節度が発生する。つまり、電磁石９の通電により、大節度用節度機構１５が機能する。なお、この場合も、操作ダイヤル６の回動量はロータリーエンコーダ１４により検出され、例えばその回動量に応じた設定がなされるようになっている。
【００２６】
次に上記（Ｃ）の場合には、電磁石９が順方向に通電されることにより、図８に示すように、磁気回路φｊが発生し、全体の磁気回路の磁気強さが大きくなり、軸用磁性体７が吸着固定されて、操作ダイヤル６の操作をできないようにロックする。
【００２７】
上記実施形態によれば、大節度用節度機構１５を使用する場合において、ユーザーが操作ダイヤル６を操作する際には、該操作ダイヤル６の外周の一部がインストルメントパネル２から突出する構成であるから、インストルメントパネル２から突出した部分の外周面６ｃを指の腹で押し当てて回転させるように操作することになる。このとき、前記操作ダイヤル６の前記突出部分の両側に近接して、タッチ電極２５の前記インストルメントパネル２の外周の円弧状とほぼ同じ形態の被接触部２５ｓ、２５ｔが設けられているから、ユーザーの指が自ずとこのタッチ電極２５の被接触部２５ｓ、２５ｔにタッチする。このユーザーの手指のタッチはタッチ検出装置２６により検出され、この検出に基づいて電磁石９が通電され、もって大節度用節度機構１５が機能するようになる。これによりユーザーが操作するときに限って電磁石９を通電することができ、ユーザーが操作ダイヤルを操作しないときにおける電力消費がなくなる。
【００２８】
図９ないし図１２には本発明の第２の実施形態を示しており、この実施形態では、電磁石を通断電制御することによって機能する節度機構５０を備えた節度装置４１を示している。前記第１の実施形態と同じ部分には同じ符号を付して説明する。
この節度装置４１の装置ケース４２には軸４３が回動可能に支承されている。この軸４３の一端部には、操作ダイヤル６が一体回動する形態に取り付けられている。この操作ダイヤル６の外周の一部は前記インストルメントパネル２から突出している。前記操作ダイヤル６の両側には、前記第１の実施形態と同様に、導電材製のタッチ電極２５が設けられている。
【００２９】
前記装置ケース４２内の電磁石ハウジング４２ａには電磁石９が取着されている。また、軸４３における電磁石９右方部には、円筒スリーブ状の節度山用ハウジング４４が軸４３と一体回動するように設けられており、この節度山用ハウジング４４の内面には、連続する節度凹凸はなく、図１１に示すように、略Ｖ形の凹面部４５が形成されている。この凹面部４５は、斜面４５ａと斜面４５ｂとで略Ｖ形をなす。
【００３０】
また、この節度山用ハウジング４４の内部における軸４３部分には、被吸着部材４６が軸４３に対して回動可能に設けられている。この被吸着部材４６は磁性材から構成されている。この被吸着部材４６には、ガイド筒部４７が固定されており、このガイド筒部４７内に、鋼線製コイルばねからなるばね４８と、押圧部材４９とが収容配置されている。前記ばね４８のばね力により、図１１に示すように、押圧部材４９が前記凹面部４５の谷中心部に押圧付勢されている。上記凹面部４５、ばね４８及び押圧部材４９により節度機構５０が構成されている。
【００３１】
図１２に示す制御装置５１は、ユーザーが前記タッチ電極２５の被接触部２５ｓ、２５ｔにタッチすると、電磁石９に対する通断電制御を行う。この通断電制御は、ロータリーエンコーダ１４による操作ダイヤル６の回動角度位置の変化により行われ、これにより前記節度機構５０を機能させるようになっている。
【００３２】
すなわち、制御装置５１は、操作ダイヤル６従って軸４３が図１０に示す角度ｋ１以上角度ｋ２未満までの間に位置にあるとき電磁石９は通電し（通電角度領域Ｔ）、角度ｋ２以上から角度ｋ３未満までは断電する（断電角度領域Ｄ）ことを繰り返すように制御する。この通断電制御によって節度が与えられる。すなわち、図１１（ａ）の状態では、電磁石９が通電されていることにより、被吸着部材４６が吸着されて固定状態とされている。この状態から操作ダイヤル６が矢印Ａ方向に回動されると、凹面部４５が押圧部材４９を押圧してゆく。これにより節度（抵抗）が発生し、角度ｋ２位置まで回動操作されると、電磁石９が断電され、被吸着部材４６の固定が解除されて、同図（ｃ）に示すように凹面部４５の谷部に滑り落ちる。このとき節度がなくなってクリック感が発生する。このようにして、電磁石９の通断電制御によって節度機構５０が機能する。
【００３３】
このような第２の実施形態においても、ユーザーが操作ダイヤル６を操作するときにユーザーの指が自ずとこのタッチ電極２５の被接触部２５ｓ、２５ｔにタッチする。このユーザーの手指のタッチはタッチ検出装置２６により検出され、この検出に基づいて電磁石９が通電され、もって節度機構５０が機能するようになる。これによりユーザーが操作するときに限って電磁石９を通電することができ、ユーザーが操作ダイヤルを操作しないときにおける電力消費がなくなる。
【００３４】
図１３ないし図１５は本発明の第３の実施形態を示し、この第３の実施形態においては、タッチ電極６１の構成が異なる。すなわち、このタッチ電極６１は、インストルメントパネル２の孔部２ａの縁部に取り付けられている。このタッチ電極６１は、前記操作ダイヤル６の前記突出部分の両側に近接し、前記操作ダイヤル６の外周の円弧状とほぼ同じ円弧状の被接触部６１ｓ、６１ｔと、両被接触部６１ｓ、６１ｔを連結する枠部６１ｗとを有する構成である。このような第３の実施形態によれば、タッチ電極６１の使用材料の削減を図り得ると共に、構造も簡単となる。
【符号の説明】
【００３５】
図面中、１は節度装置、２はインストルメントパネル（操作パネル）、５は軸、６は操作ダイヤル、９は電磁石、１５は大節度用節度機構（節度機構）、１８は第１のばね、１９は第１のボール、２０は第１の節度凹凸、２５はタッチ電極、２５ｓ、２５ｔは被接触部、２６はタッチ検出装置（タッチ検出手段）、３３は制御装置、４１は節度装置、４３は軸、４５は凹面部、４９はばね、４９は押圧部材、５０は節度機構、５１は制御装置、６１はタッチ電極を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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